Целлюлоза и клетчатка это одно и тоже: что это такое, зачем нужна, полезные и вредные свойства?
что это такое, зачем нужна, полезные и вредные свойства?
Клетчатка – это сложный углевод, из которого состоят пустотелые волокна, образующие клеточные оболочки практически всех растений. Этот полисахарид не переваривается в желудке и тонком кишечнике человека, но выполняет ряд жизненно важных для здоровья функций.
Клетчатка и пищевые волокна – одно и то же?
Такие понятия, как «клетчатка» и «пищевые волокна», часто отождествляются. Но трактуются они по-разному.
Пищевые волокна – это совокупность органических компонентов продуктов, которые не перевариваются в желудке и тонком кишечнике. Они бывают растворимыми и нерастворимыми. К первым относят пектины, слизи, камеди, декстраны. Ко вторым причисляют целлюлозу, лигнин и частично гемицеллюлозу.
Клетчатка – это нерастворимый полисахарид под названием целлюлоза. Однако в диетологии под этим понятием обычно имеют ввиду не исключительно целлюлозу, а все неперевариваемые соединения.
Поскольку в большинстве растительных продуктов присутствуют неперевариваемые углеводы не одного, а нескольких видов, под клетчаткой в статье будут подразумеваться все вещества из этой группы.
В чем содержатся пищевые волокна?
Клетчатка присутствует в продуктах только растительного происхождения, так как в животных клетках нет клеточных стенок. Лидерами по содержанию нерастворимых клеточных оболочек являются бобовые, сухофрукты, пшено, цельные зерна, морковь. Наибольшее количество пектина представлено в яблоках, сливах, свекле, черной смородине. Различные балластные вещества присутствуют в орехах, абрикосах, киви, водорослях, петрушке, капусте, ежевике. Можно принимать готовые биодобавки на основе сухой клетчатки из цельных зерен.
Внимание! В день необходимо употреблять около 30–35 грамм неперевариваемых углеводов.
Польза клетчатки
Уникальность клетчатки заключается в ее способности набухать в жидкостях и увеличиваться в размерах, не перевариваясь под воздействием пищеварительных ферментов, которые вырабатываются в желудке и тонком кишечнике. Именно это свойство определило пользу клетчатки для здоровья человека.
Очищение кишечника
Проходя через весь желудочно-кишечный тракт, набухшая нерастворимая клетчатка соскабливает со стенок непереваренные остатки еды, поглощает токсины и выводит все это из организма, стимулируя перистальтику. Чистые, освобожденные от пищевой массы ворсинки, покрывающие стенки тонкого кишечника, лучше справляются с расщеплением продуктов и усвоением питательных веществ.
Внимание! Пища, богатая клетчаткой, проходит весь желудочно-кишечный тракт за 1–1,5 дня, тогда как обычные продукты покидают организм через 3-4.
Пищевые волокна являются субстратом (почвой), на котором развиваются полезные бактерии в кишечнике, и служат для них пищей. Здоровая микрофлора кишечника – залог бесперебойного синтеза в нем витаминов и ферментов.
Очищение организма
Освобождая кишечник от остатков еды и токсичных веществ, клетчатка очищает весь организм. Если употреблять ее в недостаточном количестве, остаточные пищевые массы будут блуждать по кишечнику, оседать на его стенках и, всасываясь в кровоток, отравлять другие органы и системы.
Похудение
Благодаря набуханию пищевые волокна создают ощущение сытости, надолго избавляя от голода и предупреждая переедание.
Внимание! Употребляя суточную норму клетчатки, можно ускорить процесс похудения.
Снижение риска диабета, атеросклероза и желчекаменной болезни
Клетчатка замедляет усвоение углеводов, нормализуя уровень глюкозы в крови, а также поглощает и выводит из организма холестерин, предупреждая атеросклероз. Кроме того, полисахарид препятствует обратному всасыванию желчных кислот, что предотвращает развитие желчекаменной болезни.
Вред клетчатки
Злоупотребление клетчаткой может спровоцировать обезвоживание и кишечную непроходимость. Чтобы избежать этих последствий, не превышайте суточную норму потребления пищевых волокон и пейте больше чистой воды.
Клетчатка: полезные свойства
Содержанием растворимой клетчатки славятся зерна овса, пшеницы и ржи. Овсяная каша на завтрак – лучший способ начать день, запустить правильную работу ЖКТ и получить нужное количество энергии. Кстати, каши, несмотря на свою популярность у диетологов, также достаточно калорийны, особенно приготовленные на молоке или сливках.
Также клетчатка содержится в хлебе и макаронах – человек, не придерживающийся диеты для похудания, может получить некоторое количество ценного вещества, ежедневно употребляя в пищу эти продукты. Но самый популярный источник клетчатки – в высоковолокнистых хрустящих хлебцах. Помимо того, что в них содержится необходимая концентрация целлюлозы и пектина, хлебцы содержат минимальное количество калорий.
Употребление нерастворимой клетчатки (лигнины, целлюлоза) столь же важно для организма, как и поставка растворимого волокна. Найти нерастворимую клетчатку можно практически во всех овощах, но особенно богата ей сырая морковь. Знаменитый витаминный салат – основа любой углеводной диеты и источник необходимых растительных волокон.
Суточная норма потребления грубых растительных волокон – 30 граммов. Выполнить это требование организма достаточно сложно – несмотря на то, что клетчаткой богаты множество овощей и фруктов, чтобы добиться нужной цифры, потреблять их придется в очень больших количествах.
На помощь тем, кто следит за своим питанием, приходят сублимированные продукты. Хлебцы и отруби содержат максимальную концентрацию полезных волокон, восполняя суточную норму и не прибавляя вам лишних калорий.
Показания и противопоказания
Абсолютное большинство ученых сходится во мнении, что ежедневное употребление в пищу грубых волокон – необходимость и основа правильной работы желудочно-кишечного тракта для каждого человека. Благодаря клетчатке запускается очистительный процесс организма, восстанавливаются функции кишечника, за счет этого постепенно нормализуется обмен веществ, становится лучше кожа, волосы и ногти, стабилизируется вес.
Словомания — Клейковина и клетчатка
Иногда одно и то же понятие называют разными словами – потому что либо не замечают одинаковости, либо нарочно хотят её скрыть.
Например, в школе на уроке биологии всем рассказывали про клейковину – белок, содержащийся в муке, который делает тесто клейким. Но возня с мукой в школе – не то, чем люди обычно хвастают, поэтому притворимся, будто это не с нами вовсе было. И вот на упаковке с печеньем или хлебом появляется новое модное вещество – глютен. Он там содержится или не содержится, за ним теперь надо следить. А ведь корень glu намекает на клей. Про клейковину и гречневую муку, в которой его нет, можно почитать тут.
Другая интересная пара слов, означающих одно и то же – целлюлоза и клетчатка. Я не скажу, что корень cell – это прямо неоспоримое доказательство синонимии, но это всегда должен быть повод задуматься и посмотреть в словаре. Снова вспоминаем школьную биологию – бывают моносахариды (глюкоза, фруктоза), бывает дисахарид сахароза, а бывают полисахариды вроде крахмала и целлюлозы. Целлюлоза не имеет питательной ценности, потому что не усваивается человеком. Она содержится в растениях (древесина – это и есть целлюлоза). Одна проблема есть у целлюлозы – слово слишком поношенное. Сразу встают перед глазами огромные целлюлозно-бумажные комбинаты, загрязняющие озёра, и бумага в рулонах. Но стоит только назвать её клетчаткой – и мы сразу представляем себе свежее яблоко и полезный многозлаковый хлеб грубого помола. Шутки про колбасу из туалетной бумаги не так уж далеки от реальности – на колбасе и сосисках уже смело пишут, что в их состав входит «пищевая клетчатка». Забавно будет, если на туалетной бумаге станут писать не «100% целлюлоза», а «100% клетчатка» или «богата клетчаткой».
Ещё один мой любимый пример связан с маркировкой веществ буквой E. Эта буква E многих пугает, хотя, казалось бы, разрешённые же вещества. Понятно, что за цифрами производители хотят скрыть неудобную правду, что не все эти вещества принято употреблять в пищу, хоть они и безвредны. Так что люди стали отрицать любые непонятные цифры. Но и здесь можно выкрутиться. Например, вместо того, чтобы писать на соке «Регулятор кислотности E300», можно написать «Обогащён витамином C», и это будет правдой – вещество-то одно и то же.
Опубликовано
29 июля 2013 г. в 03:38
Языки: русский.
Ключи: маркетинг.
Клетчатка (пищевые волокна) – что это и зачем она нужна?
СОДЕРЖАНИЕ:
Определение клетчатки
Польза клетчатки
Список продуктов, богатых клетчаткой
Никто не будет отрицать, что здоровье человека напрямую зависит от сбалансированного и правильного питания. И оно включает не только потребление белков, жиров и витаминов, как главных макроэлементов, но так же и достаточного количества клетчатки. Надо отметить, что этот компонент не вырабатывается организмом человека самостоятельно. Его мы можем получить исключительно употребляя определенные продукты, богатые клетчаткой.
Также продукты, содержащие клетчатку, могут стать фундаментом не только для похудения, но и для формирования антистрессового рациона. Они содержат витамины, микроэлементы и антиоксиданты, которые напрямую влияют на гормоны и психическое здоровье. Чтобы узнать больше, скачайте наш путеводитель «Как преодолеть стресс».
В каких продуктах нет клетчатки? Клетчатки нет в мясе, яйцах, нет ее в молочных продуктах. Клетчатка входит в состав продуктов исключительно растительного происхождения: это злаковые, бобовые, различные орехи, фрукты и овощи. Давайте рассмотрим детально, что же такое клетчатка и почему нам надо ее есть?
Определение клетчатки
Клетчаткой или пищевыми волокнами принято называть оболочку или мякоть растений. В различных видах растений присутствуют различные виды клетчатки. Они имеют разную природу и по разному воздействуют на организм. Но все по своему очень важны для пищеварительного и обменного процессов.
Клетчатка – это компоненты пищи, которые не перевариваются ферментами желудка. Но зато клетчатку прекрасно перерабатывают полезные бактерии и микроорганизмы в нашем кишечнике. Существуют нерастворимые, полурастворимые и растворимые виды растительной клетчатки:
- Целлюлоза – нерастворимый вид клетчатки. Находится в оболочках зерновых. Общепринятое название – отруби. Полезна тем, что усиливает перистальтику кишечника, предотвращая задержку отработанной пищи и всасывания вредных компонентов в стенки кишечника.
- Гемицеллюлоза – полурастворимая клетчатка. Ее характерной особенностью является способность удерживать воду, впитывать вредные элементы. Ее абсорбирующая функция помогает нормализовать холестериновый обмен. Содержат такую клетчатку ячмень и овес.
- Пектины – растворимый вид клетчатки, которой особенно много в мякоти фруктов и цитрусовых, в овощах – моркови, капусте, картофеле. С помощью пектинов выводятся тяжелые металлы из организма. Пектины надолго задерживаются в желудке, давая организму чувство насыщения.
- Камедь – также растворимый вид клетчатки . Особенности ее в том, что она находится в продуктах, производимых из овса и сушеных бобов. Особенность камеди и пектинов в том, что они как бы обволакивают стенки желудка и кишечника, чем замедляют процесс всасывания глюкозы.
Польза клетчатки
Мы познакомились с разными видами пищевых волокон, которые в простонародье принято называть “клетчаткой”. Это важный компонент, который влияет на эффективную работу желудочно-кишечного тракта человека.
Польза от действия клетчатки:
- Усиление перистальтики кишечника,
- Понижение уровня глюкозы,
- Вывод вредных компонентов за счет их абсорбции пищевыми волокнами,
- Помощь в переработке пищи,
- Питание полезной микрофлоры кишечника.
Все эти качества клетчатки способствуют хорошему пищеварению, нормализации обменных процессов, понижению уровня сахара в крови, снижению веса, улучшению иммунитета, хорошему состоянию кожи и волос и даже улучшению психоэмоционального состояния человека.
И хотя ученые только с середины 70-х годов прошлого века начали более детально заниматься изучением полезных свойств пищевых волокон, их выводы и рекомендации уже поддержали организации здравоохранения ведущих стран мира.
Конечно, как и любой продукт, пищевые волокна могут приносить вред. Причиной может быть не только противопоказания для отдельных людей, но и просто чрезмерное потребление данных пищевых волокон
При анализе темы мы не нашли доказательств того, что клетчатка противопоказана при определенных заболеваниях. Но, все же, людям с заболеваниями ЖКТ нужно быть осторожными – чрезмерное употребление клетчатки может привести к вздутию живота, тяжести и запорам.
Чтобы не получить обратного эффекта следует вводить в рацион клетчатку постепенно, а также помнить о необходимости употребления большего количества воды.
Важно: дневная норма клетчатки 25-35 г. Максимум – 40 г.
Клетчатка показана практически всем. Ведь при здоровом питании мы всегда советуем употреблять больше сырых фруктов и овощей, орехов, злаков, бобовых . А это все богатые клетчаткой продукты.
Безусловно, клетчатка показана тем, кто хочет похудеть. Из-за сильной перистальтики кишечник работает активнее, не давая возможности жирам накапливаться в организме. И обильное употребление фруктов и овощей, содержащих пектины, дает длительный эффект насыщения. Походы к холодильнику становятся реже, а талия – уже.
Как похудеть в талии?
Список продуктов, богатых клетчаткой
Давайте рассмотрим продукты богатые клетчаткой с количественным ее содержанием .С помощью этих данных вам легче будет составить свой рацион:
Зерновые, крупы, орехи
Пищевые продукты | Содержание пищевых волокон |
Хлеб бородинский | 7,9 г/100 г |
Каша овсяная | 1,9 г/100 г |
Каша гречневая | 2,7 г/100 г |
Пшеничные отруби | 43,0 г/100 г |
Каша пшеничная | 1,7 г/100 г |
Хлеб ржаной | 8,0 г/100 г |
Орехи | 4,0 г/100 г |
Каша перловая | 2,5 г/100 г |
Хлеб зерновой | 6,1 г/100 г |
Овощи, бобовые, фрукты
Пищевые продукты | Содержание пищевых волокон |
Белокочанная капуста | 2,0 г/100 г |
Брюссельская капуста | 4,2 г/100 г |
Горох | 5,0 г/100 г |
Морковь | 2,4 г/100 г |
Помидоры | 1,4 г/100 г |
Зелень (петрушка, укроп, кинза) | 2,0 г/100 г |
Буряк | 3,0 г/100 г |
Яблоки | 1,8 г/100 г |
Апельсины | 2,2 г/100 г |
Изюм | 9,6 г/100 г |
Курага | 18,0 г/100 г |
К этому списку добавим также :
- Шпинат
- Авокадо
- Бананы
- Все виды капусты
- Чечевицу
- Все виды салатов
- Арахис
- Фасоль
- Миндаль
Теперь, зная количество пищевых волокон в тех или иных продуктах, вы сможете легко составить себе правильный сбалансированный рацион. Это может быть несколько фруктов или овсяная каша с бананом на завтрак, порция овощей на обед или зеленый салат на ужин. Орехи и сухофрукты в виде перекуса. Хороши смузи из ягод, фруктов и овощей в любой период.
Разнообразьте свой рацион и будьте здоровы! В мире столько красивой, полезной и вкусной пищи!
Читайте также:
Клетчатка имеет исключительно растительное происхождение. Она представляет собой сложное переплетение растительных волокон. Её содержание велико в овощах, фруктах, семенах, листьях капусты, зернах злаковых растений. Человеческий организм не способен усваивать клетчатку, т.к. это сложная форма углеводов. Несмотря на этот факт, растительные волокна являются неотъемлемой частью нашего рациона. Они давно стали символизировать правильное и здоровое питание человека.
Выделяют несколько видов клетчатки: целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, камеди, пектин. Их можно встретить в самых различных продуктах. К примеру, целлюлоза в изобилии содержится в отрубях, капусте, яблоках, моркови перце; гемицеллюлоза — в отрубях, свекле, неочищенных зернах злаков, побегах горчицы и брюссельской капусте. Лигнин также содержится в плодах семейства злаковых, отрубях, горохе и клубнике. Камеди присутствуют в любом овсяном продукте, будь то каша, печенье или мука. И, наконец, пектин можно найти в яблоках, ягодах некоторых растений, моркови и любой из разновидностей капусты.
Каждый вид клетчатки по-разному действуют на наше тело. Камеди и пектин влияют на всасывание жира и сахара, понижают уровень холестерина. При регулярном включении соответствующих продуктов диабетики могут уменьшать дозу инсулина.
Благодаря клетчатке мы быстрее ощущаем насыщение, что очень полезно для профилактики ожирения. Кроме того, включение её в дневной рацион, дает возможность не нагружать поджелудочную железу.
Теперь мы расскажем более подробно о продуктах, которые богаты клетчаткой.
Сырые овощи и свежая зелень тоже содержат много клетчатки. Постоянное присутствие в вашем рационе кабачков, помидоров, огурцов, свеклы, моркови, тыквы, зелени сельдерея, петрушки, укропа, листьев салата, избавит вас от многих заболеваний пищеварительной системы. Обязательное условие употребления этих продуктов — тщательное их разжевывание.
Орехи (грецкие, лесные, арахис, миндаль) и семечки полезны, если не смешивать их с медом. Для лучшего усвоения они должны употребляться вместе с зелеными овощами.
Бесспорно, одно из первых мест по содержанию клетчатки занимают злаковые растения. Очень полезны сорта хлеба из цельнозерновой муки, отруби, овсяные, кукурузные, зародышевые хлопья. Помимо клетчатки они содержат и другие важные элементы. Так, в отрубях содержится много кремния, который укрепляет нервную систему, влияет на работу сердца, улучшает качество ногтей, волос и т.д.
То, что важно знать о клетчатке:
Теперь вы знаете, что такое клетчатка и в каких продуктах её много. Главное в нашей жизни придерживаться правильного питания. Так вы защитите свой организм от многих болезней современности. |
Углеводы: химические свойства, способы получения и строение
Углеводы (сахара) – органические соединения, имеющие сходное строение, состав большинства которых отражает формула Cx(H2O)y, где x, y ≥ 3. |
Исключение составляет дезоксирибоза, которая имеют формулу С5Н10O4 (на один атом кислорода меньше, чем рибоза).
По числу структурных звеньев
- Моносахариды — содержат одно структурное звено.
- Олигосахариды — содержат от 2 до 10 структурных звеньев (дисахариды, трисахариды и др.).
- Полисахариды — содержат n структурных звеньев.
Некоторые важнейшие углеводы:
Моносахариды | Дисахариды | Полисахариды |
Глюкоза С6Н12О6
Фруктоза С6Н12О6 Рибоза С5Н10О5 Дезоксирибоза С5Н10О4 |
Сахароза С12Н22О11
Лактоза С12Н22О11 Мальтоза С12Н22О11 Целлобиоза С12Н22О11 |
Целлюлоза (С6Н10О5)n
Крахмал(С6Н10О5)n |
По числу атомов углерода в молекуле
- Пентозы — содержат 5 атомов углерода.
- Гексозы — содержат 6 атомов углерода.
- И т.д.
По размеру кольца в циклической форме молекулы
- Пиранозы — образуют шестичленное кольцо.
- Фуранозы — содержат пятичленное кольцо.
1. Горение
Все углеводы горят до углекислого газа и воды.
Например, при горении глюкозы образуются вода и углекислый газ |
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O
2. Взаимодействие с концентрированной серной кислотой
Концентрированная серная кислота отнимает воду от углеводов, при этом образуется углерод С («обугливание») и вода.
Например, при действии концентрированной серной кислоты на глюкозу образуются углерод и вода |
C6H12O6 → 6C + 6H2O
Моносахариды – гетерофункциональные соединения, в состав их молекул входит одна карбонильная группа (группа альдегида или кетона) и несколько гидроксильных. |
Моносахариды являются структурными звеньями олигосахаридов и полисахаридов.
Важнейшие моносахариды
Название и формула | Глюкоза
C6H12O6 |
Фруктоза
C6H12O6 |
Рибоза
C5H10O5 |
Структурная формула | |||
Классификация |
|
|
|
Глюкоза – это альдегидоспирт (альдоза).
Она содержит шесть атомов углерода, одну альдегидную и пять гидроксогрупп.
Глюкоза существует в растворах не только в виде линейной, но и циклических формах (альфа и бета), которые являются пиранозными (содержат шесть звеньев):
α-глюкоза | β-глюкоза |
Химические свойства глюкозы
Водный раствор глюкозы
В водном растворе глюкозы существует динамическое равновесие между двумя циклическими формами — α и β и линейной формой:
Качественная реакция на многоатомные спирты: реакция со свежеосажденным гидроксидом меди (II)
При взаимодействии свежеосажденного гидроксида меди (II) с глюкозой (и другими моносахаридами происходит растворение гидроксида с образованием комплекса синего цвета.
Реакции на карбонильную группу — CH=O
Глюкоза проявляет свойства, характерные для альдегидов.
- Реакция «серебряного зеркала»
- Реакция с гидроксидом меди (II) при нагревании. При взаимодействии глюкозы с гидроксидом меди (II) выпадает красно-кирпичный осадок оксида меди (I):
- Окисление бромной водой. При окислении глюкозы бромной водой образуется глюконовая кислота:
- Также глюкозу можно окислить хлором, бертолетовой солью, азотной кислотой.
Концентрированная азотная кислота окисляет не только альдегидную группу, но и гидроксогруппу на другом конце углеродной цепи. |
- Каталитическое гидрирование. При взаимодействии глюкозы с водородом происходит восстановление карбонильной группы до спиртового гидроксила, образуется шестиатомный спирт – сорбит:
- Брожение глюкозы. Брожение — это биохимический процесс, основанный на окислительно-восстановительных превращениях органических соединений в анаэробных условиях.
Спиртовое брожение. При спиртовом брожении глюкозы образуются спирт и углекислый газ:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2
Молочнокислое брожение. При молочнокислом брожении глюкозы образуется молочная кислота:
Маслянокислое брожение. При маслянокислом брожении глюкозы образуется масляная кислота (внезапно):
- Образование эфиров глюкозы (характерно для циклической формы глюкозы).
Глюкоза способна образовывать простые и сложные эфиры.
Наиболее легко происходит замещение полуацетального (гликозидного) гидроксила.
Например, α-D-глюкоза взаимодействует с метанолом.
При этом образуется монометиловый эфир глюкозы (α-O-метил-D-глюкозид):
Простые эфиры глюкозы получили название гликозидов. |
В более жестких условиях (например, с CH3-I) возможно алкилирование и по другим оставшимся гидроксильным группам.
Моносахариды способны образовывать сложные эфиры как с минеральными, так и с карбоновыми кислотами.
Например, β-D-глюкоза реагирует с уксусным ангидридом в соотношении 1:5 с образованием пентаацетата глюкозы (β-пентаацетил-D-глюкозы): |
Получение глюкозы
Гидролиз крахмала
В присутствии кислот крахмал гидролизуется:
(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6
Синтез из формальдегида
Реакция была впервые изучена А. М. Бутлеровым. Синтез проходит в присутствии гидроксида кальция:
6CH2=On → C6H12O6
Фотосинтез
В растениях углеводы образуются в результате реакции фотосинтеза из CO2 и Н2О:
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
Фруктоза — структурный изомер глюкозы. Это кетоноспирт (кетоза): она тоже может существовать в циклических формах (фуранозы). |
Она содержит шесть атомов углерода, одну кетоновую группу и пять гидроксогрупп.
Фруктоза | α-D-фруктоза | β-D-фруктоза |
Фруктоза – кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, более сладкое, чем глюкоза.
В свободном виде содержится в мёде и фруктах.
Химические свойства фруктозы связаны с наличием кетонной и пяти гидроксильных групп.
При гидрировании фруктозы также получается сорбит.
Дисахариды – это углеводы, молекулы которых состоят из двух остатков моносахаридов, соединенных друг с другом за счет взаимодействия гидроксильных групп (двух полуацетальных или одной полуацетальной и одной спиртовой). |
Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) С12Н22О11
Молекула сахарозы состоит из остатков α-глюкозы и β-фруктозы, соединенных друг с другом:
В молекуле сахарозы гликозидный атом углерода глюкозы связан из-за образования кислородного мостика с фруктозой, поэтому сахароза не образует открытую (альдегидную) форму.
Поэтому сахароза не вступает в реакции альдегидной группы – с аммиачным раствором оксида серебра с гидроксидом меди при нагревании.
Такие дисахариды называют невосстанавливающими, т.е. не способными окисляться. |
Сахароза подвергается гидролизу подкисленной водой. При этом образуются глюкоза и фруктоза:
C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6
глюкоза фруктоза
Мальтоза С12Н22О11
Это дисахарид, состоящий из двух остатков α-глюкозы, она является промежуточным веществом при гидролизе крахмала.
Мальтоза является восстанавливающим дисахаридом (одно из циклических звеньев может раскрываться в альдегидную группу) и вступает в реакции, характерные для альдегидов. |
При гидролизе мальтозы образуется глюкоза.
C12H22O11 + H2O → 2C6H12O6
Это дисахарид, состоящий из двух остатков α-глюкозы, она является промежуточным веществом при гидролизе крахмала.
Полисахариды — это природные высокомолекулярные углеводы, макромолекулы которых состоят из остатков моносахаридов. |
Основные представители — крахмал и целлюлоза — построены из остатков одного моносахарида — глюкозы.
Крахмал и целлюлоза имеют одинаковую молекулярную формулу: (C6H10O5)n, но совершенно различные свойства.
Это объясняется особенностями их пространственного строения.
Крахмал состоит из остатков α-глюкозы, а целлюлоза – из β-глюкозы, которые являются пространственными изомерами и отличаются лишь положением одной гидроксильной группы:
Крахмал
Крахмалом называется полисахарид, построенный из остатков циклической α-глюкозы.
В его состав входят:
- амилоза (внутренняя часть крахмального зерна) – 10-20%
- амилопектин (оболочка крахмального зерна) – 80-90%
Цепь амилозы включает 200 — 1000 остатков α-глюкозы (средняя молекулярная масса 160 000) и имеет неразветвленное строение.
Амилопектин имеет разветвленное строение и гораздо большую молекулярную массу, чем амилоза.
Свойства крахмала
- Гидролиз крахмала: при кипячении в кислой среде крахмал последовательно гидролизуется:
Запись полного гидролиза крахмала без промежуточных этапов:
- Крахмал не дает реакцию “серебряного зеркала” и не восстанавливает гидроксид меди (II).
- Качественная реакция на крахмал: синее окрашивание с раствором йода.
Целлюлоза
Целлюлоза (клетчатка) – наиболее распространенный растительный полисахарид. Цепи целлюлозы построены из остатков β-глюкозы и имеют линейное строение.
Свойства целлюлозы
- Образование сложных эфиров с азотной и уксусной кислотами.
Нитрование целлюлозы.
Так как в звене целлюлозы содержится 3 гидроксильные группы, то при нитровании целлюлозы избытком азотной кислоты возможно образование тринитрата целлюлозы, взрывчатого вещества пироксилина:
Ацилирование целлюлозы.
При действии на целлюлозу уксусного ангидрида (упрощённо-уксусной кислоты) происходит реакция этерификации, при этом возможно участие в реакции 1, 2 и 3 групп ОН.
Получается ацетат целлюлозы – ацетатное волокно.
- Гидролиз целлюлозы.
Целлюлоза, подобно крахмалу, в кислой среде может гидролизоваться, в результате тоже получается глюкоза. Но процесс идёт гораздо труднее.
Что такое клетчатка и пектины и для чего они нужны? | Красота и здоровье
Рациональное питание с использованием натуральных продуктов обеспечивает нам хорошее самочувствие и сохранение здоровья. А самое главное, натуральные продукты можно употреблять, не опасаясь неприятных последствий. То, что мы едим, оказывает выраженное влияние на наш организм и настроение. Даже сама фактура растений оказывает влияние на наш организм.
В последнее время, читая что-то о питательных и полезных продуктах, все время наталкиваюсь на то, что определенные продукты рекомендуют есть потому, что в них содержатся клетчатка, пектины, растительные, пищевые волокна.
Как оказалось, именно клетчатку и пектины называют пищевыми, или растительными, волокнами. Им в последнее время очень много уделяется внимания как за рубежом, так и у нас. Некоторые зарубежные диетологи даже определяют пищевую ценность продуктов именно по содержанию в них витаминов А, С, калия и этих самых пищевых волокон.
Клетчатку и пектины называют пищевыми, или растительными, волокнами
Фото: pixabay.com
Клетчатка, или целлюлоза, которую содержат растения, не дает организму энергии и практически не усваивается, но она обязательно должна присутствовать в вашем рационе.
Она необходима нам для стимулирования работы кишечника, чтобы пища быстро проходила по организму, удалялся холестерин, яды, жиры и много другого, что может принести вред нашему организму.
Много клетчатки содержится в растительной пище — овощах и фруктах. Больше всего её в сушеных грибах, яблоках и грушах, а также в малине, землянике, орехах, кураге и финиках. Клетчатка также содержится в овсянке, гречке, черносливе, морковке, инжире.
А теперь о пектинах
Пектины обладают одной интересной способностью: при взаимодействии с водой они набухают и поглощают из кишечника холестерин, ненужные организму вещества, в том числе токсины, микробы, и удаляют эти вредные вещества из организма.
Способность пектинов поглощать вредные вещества увеличивается в присутствии яблочной, лимонной и других органических кислот, содержащихся в растениях (фрукты содержат в основном яблочную кислоту, а ягоды и цитрусовые — лимонную).
Фрукты содержат в основном яблочную кислоту, а ягоды и цитрусовые — лимонную
Фото: pixabay.com
Так что пектины лечат различные заболевания органов пищеварения, нормализуют микрофлору кишечника, а также холестериновый обмен в организме. Пектины очищают организм и защищают его от интоксикации.
Больше всего пектинов содержится в черной смородине, яблоках, свекле, персиках. Пектины также находятся в апельсинах, абрикосах, грушах, малине, капусте, морковке и в соке зрелых овощей и фруктов.
Американские ученые изучили действие грейпфрутового пектина на уровень холестерина в крови. Подопытные, у которых было высокое содержание холестерина в крови, каждый день съедали по грейпфруту, не меняя своего рациона. В результате у них пришло в равновесие содержание «хорошего» и «плохого» холестерина.
Пища с растительными волокнами защищает организм от многих болезней
Фото: pixabay.com
Пища с растительными волокнами защищает наш организм от ишемической болезни сердца, желчнокаменной болезни, диабета, атеросклероза, ожирения и от многого другого. Съедая каждый день по яблоку, поедая красный борщ, орехи, не забывая о свежих соках, делая салат из капусты, варя гречневую кашу, вы избавляете себя от многих проблем в будущем, проводите профилактику атеросклероза, болезней сердца, желудочно-кишечного тракта и даже рака.
К тому же, такое здоровое питание получается не только полезным, но и вкусным. Позаботьтесь о себе! Здоровья вам!
Крахмал и целлюлоза
Крахмал и целлюлоза
Крахмал и целлюлоза
два очень похожих полимера. По факту,
они оба сделаны из одного и того же мономера, глюкозы, и имеют одинаковые
повторяющиеся единицы на основе глюкозы.
Есть только одно отличие. В крахмале все повторяющиеся звенья глюкозы ориентированы в одном направлении. Но в целлюлозе каждая последующая единица глюкозы повернута на 180 градусов вокруг оси основной цепи полимера относительно последней повторяющейся единицы.
Когда материаловеды говорят о материаловедении, они говорят, что
единицы глюкозы в крахмале связаны альфа-связями и
что единицы глюкозы в целлюлозе связаны бета-связями .
Это имеет какое-то значение? Это имеет большое значение! Большинство
Важное различие в поведении двух полимеров заключается в следующем: вы
можно есть крахмал, но нельзя переваривать целлюлозу. Ваше тело содержит
ферменты, которые расщепляют крахмал на глюкозу, чтобы питать ваш организм.Но
у людей нет ферментов, которые могут расщеплять целлюлозу. Некоторые животные
делать, как термиты, которые едят дрова, или крупный рогатый скот, который ест траву и разрушает
целлюлоза в их четырехкамерных желудках. Так что, если вы не термит или
корова, не пытайтесь питаться щепой. К сожалению, это даже не так хорошо, как «клетчатка» в вашем рационе.
К тому же целлюлоза намного сильнее крахмала. Крахмал практически бесполезен
как материал для изготовления вещей, но целлюлоза достаточно прочна, чтобы делать волокна, и
отсюда веревка, одежда и бумажные изделия.Целлюлоза не растворяется в воде.
крахмал, конечно, не так легко распадается. Разрушение или
растворяться в воде было бы слишком неудобно для чего-то
мы используем для изготовления одежды и зданий. Было бы, конечно, неловко, если бы проливной дождь смыл все деревянные дома, скамейки в парке и игровые площадки. А деревья? Леса, от которых мы зависим для столь значительного вклада в наш мир, растают в сильном ливне.Рад, что этого не произошло.
Натуральные целлюлозные волокна — натуральные волокна
Целлюлозные волокна
Натуральные волокна бывают растительного, животного или минерального происхождения. Растительные волокна, как следует из названия, получают из растений. Основным химическим компонентом растений является целлюлоза, поэтому их также называют целлюлозными волокнами.
Волокна обычно связаны природным фенольным полимером, лигнином, который также часто присутствует в клеточной стенке волокна; таким образом, растительные волокна также часто называют лигноцеллюлозными волокнами, за исключением хлопка, который не содержит лигнин.
Целлюлоза — волокнистый материал растительного происхождения и основа всех натуральных и искусственных целлюлозных волокон. Натуральные целлюлозные волокна включают хлопок, лен, коноплю, джут и рами. Основным искусственным целлюлозным волокном является вискоза, волокно, получаемое путем регенерации растворенных форм целлюлозы.
Целлюлоза — это полимерный сахар (полисахарид), состоящий из повторяющихся звеньев 1,4-8-a-гидроглюкозы, связанных друг с другом 8-эфирными связями.
Длинные линейные цепи целлюлозы позволяют гидроксильным функциональным группам на каждой безводной глюкозной единице взаимодействовать с гидроксильными группами на соседних цепях посредством водородных связей и сил Ван-дер-Ваальса.Эти сильные межмолекулярные силы между цепями в сочетании с высокой линейностью молекулы целлюлозы объясняют кристаллическую природу целлюлозных волокон.
Семенное волокно
-
Хлопок
Хлопок — это наиболее часто используемое натуральное целлюлозное волокно. Волокна хлопка растут из семян в коробочке (семенной коробочке). Каждая коробочка содержит семь или восемь семян, и из каждого семени может вырасти до 20 000 волокон.
-
Кокосовое волокно
Кокосовое волокно образуется из волокнистой массы между внешней оболочкой и шелухой кокосовых орехов.Это жесткое волокно. Обычно из него делают очень прочные коврики, коврики и плитку для дома и улицы.
-
Капок
Волокно капока получают из семян яванского или индийского дерева капок. Волокно мягкое, легкое и пустотелое. Он легко ломается, и из него сложно прядить пряжу. Используется как волокнистый наполнитель и как набивка для подушек. Раньше его использовали в качестве набивки для спасательных жилетов и матрасов на круизных лайнерах, потому что он очень плавучий.
-
Молочай
У молочая есть свойства, аналогичные свойствам капока.
Лубяные волокна
-
Лен
Лен — одно из старейших текстильных волокон, но его использование сократилось с момента изобретения силового прядения для хлопка. Льняная ткань — это лен, хотя слово лен сейчас часто используется для обозначения тканей для столов, постельных принадлежностей и ванн, изготовленных из других материалов.
-
Рами
Волокна Рами имеют длину от 4 до 6 дюймов. Волокна белее и мягче льна. Рами плохо удерживает красители, если не подвергается химической чистке.Ramie прочен на натуральное волокно, но ему не хватает упругости, эластичности и потенциала к удлинению. Устойчив к плесени, насекомым и усадке. Он используется для изготовления одежды, оконных украшений, веревок, бумаги, а также столового и постельного белья.
-
Конопля
Конопля похожа на лен. Волокна имеют длину от 3 до 15 футов. Производство конопли в США запрещено законом. Конопля оказывает незначительное воздействие на окружающую среду; не требует пестицидов. На том же участке земли он производит на 250% больше волокна, чем хлопок, и на 600% больше волокна, чем лен.Растения конопли можно использовать для извлечения цинка и ртути из почвы. Конопля используется для изготовления веревок, одежды и бумаги. Мошенники готовы платить завышенные цены за одежду из конопли, потому что она связана с растением марихуаны.
-
Джут
Джут — одно из самых дешевых текстильных волокон и одно из самых слабых целлюлозных волокон. Джут имеет плохую эластичность, удлинение, устойчивость к солнечному свету, плесени и стойкость цвета. Он используется для производства пакетов для сахара и кофе, ковровых покрытий, веревок и настенных покрытий.Мешковину делают из джута.
Листовые волокна
-
Piña
Волокна пинья происходят из листьев ананаса. Из него делают легкие, прозрачные, жесткие ткани для одежды, сумок и столового белья. Также из него делают циновки.
-
Abaca
Абака принадлежит к семейству банановых деревьев. Волокна грубые и очень длинные (до 15 футов). Это прочное, долговечное и гибкое волокно, используемое для изготовления веревок, ковриков, скатертей, одежды и плетеной мебели.
Классификация растительных волокон
Растительные волокна классифицируются в соответствии с их источником в растениях следующим образом:
- Лубяные или стеблевые волокна, которые образуют волокнистые пучки во внутренней коре (флоэме или лубе) стеблей растений, часто называют мягкими волокнами для текстильных изделий.
- Листовые волокна, которые проходят через листья однодольных растений, также называются твердыми волокнами.
- Волокна семени, источник хлопка, который является важнейшим растительным волокном.Существует более 250 000 видов высших растений; однако только очень ограниченное количество видов использовалось в коммерческих целях (<0,1%).
Волокна лубяных и листовых волокон являются неотъемлемой частью структуры растения, обеспечивая прочность и поддержку. В лубяных волокнах волокна расположены рядом с внешней корой луба или флоэмы и служат для укрепления стеблей этих тростниковых растений.
Волокна расположены в прядях по длине стержня или между стыками.Чтобы отделить пряди, необходимо удалить связывающую их натуральную резинку. Эта операция называется вымачиванием (контролируемым гниением).
Для большинства применений, особенно для текстильных изделий, это длинное волокно композитного типа используется напрямую; однако, когда такие волокна превращаются в целлюлозу химическим способом, прядь разбивается на гораздо более короткие и более тонкие волокна, окончательные волокна.
Длинные листовые волокна придают прочности листьям некоторых недревесных однодольных растений. Они проходят в продольном направлении на всю длину листа и утопают в тканях паренхиматозного характера.Волокна, находящиеся ближе всего к поверхности листа, являются самыми прочными.
Волокна отделяются от пульпы путем соскабливания, потому что между волокном и пульпой мало связи; эта операция называется декортикацией. Пряди листовых волокон также имеют многоклеточную структуру.
Древние люди использовали веревки в рыболовстве, ловле и транспортировке, а также в тканях для одежды. Изготовление веревок и шнуров началось во времена палеолита, как видно на наскальных рисунках. Веревки, шнуры и ткани изготавливались из тростника и травы в Древнем Египте (400 г. до н.э.).Веревки, лодки, паруса и циновки были сделаны из волокон пальмовых листьев и стеблей папируса, а также поверхностей для письма, известных как папирус, из сердцевины.
Джут, лен, рами, осока, тростник и тростник издавна использовались для изготовления тканей и корзин. Джут выращивали в Индии в древние времена и использовали для прядения и ткачества. Считается, что первая настоящая бумага была сделана на юго-востоке Китая во втором веке нашей эры из старых тряпок (лубяных волокон) конопли и рами, а затем и из лубяных волокон тутового дерева.
Мировые рынки растительных волокон в последние годы неуклонно сокращаются, в основном в результате замещения синтетическими материалами.
Джут традиционно является одним из основных лубяных волокон (тоннаж), продаваемых на мировом рынке; однако резкое сокращение экспорта джута Индией указывает на снижение рыночного спроса на это волокно, которое имеет жизненно важное значение для экономики Индии (Западная Бенгалия), Бангладеш и Пакистана.
Характеристики натурального целлюлозного волокна
Волокно | Недвижимость |
---|---|
Рами — одна из самых старых волокнистых культур, которая использовалась не менее шести тысяч лет.Он также известен как китайская трава. |
|
В зависимости от обработки, используемой для удаления волокон со стебля, конопля может быть кремово-белой, коричневой, серой, черной или зеленой. |
|
Джут — одно из самых дешевых натуральных волокон и уступает только хлопку по объему производства и разнообразию использования. Волокна джута состоят в основном из целлюлозы и лигнина растительного сырья. |
|
Волокно, полученное механическим способом из сухой зрелой шелухи кокосового ореха после замачивания. |
|
Волокно капока — это шелковистое, похожее на хлопок вещество, которое окружает семена в стручках дерева сейба. |
|
Целлюлоза | Encyclopedia.com
Структура целлюлозы
Как целлюлоза устроена в стенках растительных клеток
Переваривание целлюлозы
Ресурсы
Целлюлоза — это вещество, которое содержится в клеточных стенках растений.Хотя целлюлоза не входит в состав человеческого тела, она, тем не менее, является самой распространенной органической макромолекулой на Земле. Научное сообщество впервые обнаружило целлюлозу в 1833 году, когда она изучалась в стенках растительных клеток. По химической структуре целлюлоза напоминает крахмал, но, в отличие от крахмала, целлюлоза чрезвычайно жесткая (рис. 1). Эта жесткость придает большую прочность телу растения и защищает внутреннюю часть растительных клеток.
Как и крахмал, целлюлоза состоит из длинной цепи, состоящей не менее чем из 500 молекул глюкозы.Таким образом, целлюлоза является полисахаридом (от латинского «много сахаров»). Некоторые из этих полисахаридных цепей расположены параллельными рядами, образуя микрофибриллы целлюлозы. Отдельные полисахаридные цепи связаны в микрофибриллах водородными связями. Микрофибриллы, в свою очередь, связываются вместе, образуя макрофибриллы (рис. 1).
Микрофибриллы целлюлозы чрезвычайно прочные и негибкие из-за наличия водородных связей. Фактически, описывая структуру микрофибрилл целлюлозы, химики называют их расположение кристаллическим, что означает, что микрофибриллы обладают кристаллоподобными свойствами.Хотя крахмал имеет ту же основную структуру, что и целлюлоза — это также полисахарид, — субъединицы глюкозы связаны таким образом, что позволяет молекуле крахмала скручиваться. Другими словами, молекула крахмала гибкая, а молекула целлюлозы жесткая.
Как и человеческая кость, стенки растительных клеток состоят из фибрилл, расположенных в матрице или фоновом материале. В клеточной стенке фибриллы представляют собой микрофибриллы целлюлозы, а матрица состоит из других полисахаридов и белков.Одним из этих матричных полисахаридов в клеточных стенках является пектин, вещество, которое при нагревании образует гель. Пектин — это вещество, которое повара используют для приготовления желе и джемов.
Расположение микрофибрилл целлюлозы в полисахаридной и белковой матрице придает большую прочность стенкам растительных клеток. Клеточная стенка растений выполняет несколько функций, каждая из которых связана с ее жесткостью. Он защищает внутреннюю часть растительной клетки, но также позволяет циркулировать жидкости внутри и вокруг клеточной стенки.Клеточная стенка также связывает растительную клетку с ее соседями. Это связывание создает
КЛЮЧЕВЫЕ УСЛОВИЯ
Анаэробный — Описывает биологические процессы, происходящие в отсутствие кислорода.
Клеточная стенка — Жесткое внешнее покрытие растительных клеток, состоящее из микрофибрилл целлюлозы, скрепленных в матрице.
Синтетаза целлюлозы — Фермент, встроенный в плазматическую мембрану, который синтезирует целлюлозу.
Толстая кишка — Терминальная часть пищеварительного тракта человека.
Тело Гольджи — Органелла, которая производит, сортирует и транспортирует макромолекулы внутри клетки.
Лигнин — Полисахарид, образующий вторичную клеточную стенку у некоторых растений.
Матрица — Материал, состоящий из полисахаридов и белка, в котором микрофибриллы целлюлозы встроены в стенки клеток растений.
Метан— Газ, вырабатываемый при анаэробном переваривании целлюлозы бактериями у некоторых животных.
Микрофибрилла — Мелкие фибриллы целлюлозы; состоит из параллельных массивов целлюлозных цепей.
Полисахарид — Молекула, состоящая из множества субъединиц глюкозы, расположенных в цепочку.
Жвачное животное — Жевательное животное с четырехкамерным желудком и ровными копытами.
прочный, жесткий каркас тела растения. Стенки клеток являются причиной того, что растения прямостоячие и жесткие. У некоторых растений вторичная клеточная стенка перекрывает первичную клеточную стенку.Вторичная клеточная стенка состоит из еще одного полисахарида, называемого лигнином. Например, лигнин содержится в деревьях. Наличие как первичных, так и вторичных клеточных стенок делает дерево еще более жестким, проницаемым только острыми топорами.
В отличие от других компонентов клеточной стенки, которые синтезируются в теле растения Гольджи (органелле, которая производит, сортирует и транспортирует различные макромолекулы внутри клетки), целлюлоза синтезируется на поверхности растительной клетки.В плазматическую мембрану растения встроен фермент, называемый синтетазой целлюлозы, который синтезирует целлюлозу. По мере синтеза целлюлозы она самопроизвольно образует микрофибриллы, которые откладываются на поверхности клетки. Поскольку фермент синтетазы целлюлозы расположен в плазматической мембране, новые микрофибриллы целлюлозы откладываются под более старыми микрофибриллами целлюлозы. Таким образом, самые старые микрофибриллы целлюлозы расположены на
наружу на клеточной стенке, в то время как более новые микрофибриллы находятся на самой внутренней стороне стенки клетки.
По мере роста растительная клетка должна расширяться, чтобы приспособиться к растущему объему клетки. Однако, поскольку целлюлоза настолько жесткая, она не может растягиваться или сгибаться, чтобы позволить этому росту. Вместо этого микрофибриллы целлюлозы скользят друг мимо друга или отделяются от соседних микрофибрилл. Таким образом, клеточная стенка может расширяться, когда объем клетки увеличивается во время роста.
У людей отсутствует фермент, необходимый для переваривания целлюлозы. Сено и травы особенно богаты целлюлозой, и оба они не усваиваются человеком (хотя люди могут переваривать крахмал).Все животные, такие как термиты и травоядные, такие как коровы, коалы и лошади, переваривают целлюлозу, но даже у этих животных нет фермента, который переваривает этот материал. Вместо этого эти животные содержат микробы, способные переваривать целлюлозу.
Термит, например, содержит в кишечнике простейших (одноклеточных организмов), называемых мастигофорами, которые осуществляют переваривание целлюлозы. Вид мастигофора, который выполняет эту услугу для термитов, называется Trichonympha, , который, что интересно, может вызывать у человека серьезную паразитарную инфекцию.
У таких животных, как коровы, в пищеварительном тракте есть анаэробные бактерии, которые переваривают целлюлозу. Коровы — это жвачные животные, или животные, которые жуют жвачку. У жвачных животных несколько желудков, которые расщепляют растительный материал с помощью ферментов и бактерий. Затем частично переваренный материал срыгивает в рот, который снова пережевывается, чтобы еще больше разложить материал. Бактериальное переваривание целлюлозы бактериями в желудках жвачных животных является анаэробным, что означает, что в этом процессе не используется кислород.Одним из побочных продуктов анаэробного метаболизма является метан, газ с неприятным запахом. Жвачные животные ежедневно выделяют большое количество метана. Фактически, многие защитники окружающей среды обеспокоены производством метана коровами, потому что метан может способствовать разрушению озона в стратосфере Земли.
Несмотря на то, что целлюлоза не усваивается людьми, она является частью человеческого рациона в виде растительной пищи. Небольшое количество клетчатки, содержащейся в овощах и фруктах, проходит через пищеварительную систему человека в неизменном виде.Целлюлоза является частью материала, называемого клетчаткой, которую диетологи и диетологи определили как полезную для быстрого и эффективного перемещения пищи по пищеварительному тракту. Считается, что диета с высоким содержанием клетчатки снижает риск рака толстой кишки, поскольку клетчатка сокращает время, в течение которого продукты жизнедеятельности остаются в контакте со стенками толстой кишки (конечной частью пищеварительного тракта).
См. Также Руминация.
КНИГИ
Хон, Дэвид Н. С. и Нобуо Сираиси. Химия древесины и целлюлозы. New York: Marcel Dekker, 2001.
Koshijima, Tetsup. Связь лигнина и углеводов в древесине и других тканях растений. Берлин и Нью-Йорк: Springer, 2003.
OTHER
Мартин Чаплин, Лондонский университет Саут-Бэнк. «Вода
Структура и поведение: целлюлоза».
Кэтлин Скогна
Как целлюлоза используется в продуктах питания
Целлюлоза — это молекула, состоящая из углерода, водорода и кислорода, и она содержится в клеточной структуре практически всего растительного вещества.Это органическое соединение, которое считается самым распространенным на Земле, даже выделяется некоторыми бактериями.
Целлюлоза обеспечивает структуру и прочность клеточных стенок растений и обеспечивает клетчатку в нашем рационе. Хотя некоторые животные, например жвачные, могут переваривать целлюлозу, люди — нет. Целлюлоза относится к категории неперевариваемых углеводов, известных как пищевые волокна.
В последние годы целлюлоза стала популярной пищевой добавкой благодаря своим уникальным химическим и физическим свойствам в сочетании с водой.Хотя целлюлозу можно найти в большинстве растительных веществ, наиболее экономичными источниками промышленной целлюлозы являются хлопок и древесная масса.
Как целлюлоза используется в пищевых продуктах
Добавка с клетчаткой : С ростом осведомленности о потреблении клетчатки целлюлоза стала одной из самых популярных пищевых добавок. Добавление целлюлозы в пищу позволяет увеличить объем и содержание клетчатки без значительного влияния на вкус. Поскольку целлюлоза легко связывается и смешивается с водой, ее часто добавляют для увеличения содержания клетчатки в напитках и других жидких продуктах, когда зернистая текстура обычных пищевых добавок с клетчаткой нежелательна.
Ель / Эмили Данфи
Уменьшитель калорий : Целлюлоза обеспечивает большой объем или большую часть пищи, но, поскольку она неудовлетворительна для человека, она не имеет калорийности. По этой причине целлюлоза стала популярным наполнителем в диетических продуктах. Потребители, которые едят продукты с высоким содержанием клетчатки, чувствуют себя сытыми физически и психологически, не потребляя при этом большого количества калорий.
Загустение / эмульгирование : Желирующее действие целлюлозы в сочетании с водой обеспечивает как загущающие, так и стабилизирующие свойства пищевого продукта, в который она добавляется.Целлюлозный гель действует аналогично эмульсии, суспендируя ингредиенты в растворе и предотвращая отделение воды. Целлюлозу часто добавляют в соусы как для загущения, так и для эмульгирования.
Загущающая способность целлюлозы также позволяет добавлять больше воздуха во взбитые продукты, такие как мороженое или взбитый топпинг. Целлюлоза позволяет производить густые и кремообразные пищевые продукты без использования большого количества жира.
Защита от слеживания : Способность целлюлозы впитывать влагу и покрывать ингредиенты в виде мелкого порошка делает ее предпочтительным ингредиентом для средств предотвращения слеживания.Измельченные и тертые сыры, смеси специй и порошковые смеси для напитков — это лишь некоторые из многих продуктов, в которых целлюлоза используется в качестве средства, препятствующего слеживанию.
Формы целлюлозы
Целлюлозу можно найти в списках ингредиентов под разными названиями, в зависимости от того, какая форма используется. Хотя целлюлоза имеет одинаковую молекулярную структуру независимо от источника (древесная масса, хлопок или другое растительное вещество), то, как молекулы связаны друг с другом и независимо от того, гидратированы они или нет, создают разные «формы» целлюлозы.
Порошковая целлюлоза является наиболее широко используемой в пищевых продуктах и предпочтительной формой для предотвращения слеживания. Целлюлозная камедь или целлюлозный гель, которые представляют собой гидратированные формы целлюлозы, часто используются в соусах или других влажных продуктах, таких как мороженое и замороженный йогурт.
Целлюлозу также можно найти в списках ингредиентов под названиями карбоксиметилцеллюлоза, микрокристаллическая целлюлоза или МКЦ.
Целлюлоза и растительные волокна — KNITCRATE
Всем привет! Я Мириам Фелтон.Я работаю дизайнером трикотажа более десяти лет и в свое время работала со МНОГИМИ видами пряжи. Бесконечное разнообразие волокон, структуры слоев и скручивания означает, что существует пряжа, которая идеально подходит для любого проекта (а если нет, вы можете прядить ее самостоятельно). Недавно я запустил подкаст под названием YarnStories, где в каждом выпуске мы разговариваем с производителем пряжи или волокна, а затем мы говорим с экспертом о породе овец, свойствах волокна или структуре пряжи. Мы с моими экспертами по подкасту накопили многолетний опыт работы с волокном, но, чтобы избавить вас от проб и ошибок, через которые мы прошли, вот небольшой учебник об основных типах волокна и их свойствах.
Волокна можно разделить на три типа; Белковые волокна, целлюлозные волокна и искусственные волокна. Белковые волокна поступают от животных (включая насекомых), целлюлозные волокна — от растений, а искусственные волокна — обычно из нефтепродуктов.
фото из Specialized Canvas Services UK
Искусственные волокна
Искусственное волокно, с которым вы, скорее всего, столкнетесь в своей пряже, — это нейлон. Нейлон был разработан в 1930-х годах и использовался в качестве заменителя шелка во время войны для изготовления палаток и парашютных шнуров.Нейлон изготавливается из побочных продуктов нефти (пластика), который экструдируется в виде волокна, а затем прядется, как любое другое волокно. Вы можете наблюдать за процессом изготовления нейлона вручную здесь:
Нейлон придает прочности смеси, но слишком большое количество может разрезать натуральные волокна и оставить менее прочную пряжу. Тем не менее, нейлон очень прочный, поэтому немного поможет. Если в смеси всего 10-20% нейлона, вы этого не заметите, но он творит чудеса, делая пряжу более прочной.
фото из Cottonman
Целлюлозные волокна
Самым распространенным из целлюлозных волокон является хлопок.Хлопок прядут и выращивают тысячи лет. Хлопок — это пух, который окружает семена стручка, производимого хлопчатобумажным заводом, и за годы производства хлопчатобумажной ткани хлопок выращивался для получения более белого и белого пуха. Но знаете ли вы, что хлопок имеет естественную окраску? Есть коричневые и зеленые и почти красно-апельсиновые. Салли Фокс (http://www.vreseis.com/) последние несколько десятилетий работает над тем, чтобы вернуть хлопок естественного цвета.
Хлопок любопытен тем, что он прочнее во влажном состоянии, чем в сухом.Хлопок можно использовать для любого количества проектов с небольшим планированием. Хлопок ТЯЖЕЛЫЙ и не отскакивает (это также называется памятью). Поэтому, если вы собираетесь вязать из него свитер, вам нужно спланировать, как пряжа будет висеть, иначе вместо этого вы получите тунику или платье. Он идеально подходит для любого вида одежды, где вы хотите, чтобы она была задрапирована и повешена. Вы также можете смягчить проблему отсутствия памяти, работая с ней очень структурированным стежком.
Лен получают из растения льна (не из того растения, которое дает семена, которые вы найдете во всех продуктах здорового питания, но родственных ему).Льняную траву взбивают, замачивают и измельчают до тех пор, пока не останутся только лубяные волокна. Он прочнее хлопка, но менее эластичен. Однако он не такой тяжелый, поэтому из него получаются замечательные свитера и одежда. Лен — одно из моих любимых волокон, которые можно найти в смеси, так как оно придает свежесть любым другим волокнам, с которыми он смешивается. Из льна (в смеси или отдельно) получаются прекрасные футболки и майки или даже шали.
Бамбуковое волокно можно изготавливать несколькими способами. Более хрустящая версия изготавливается из льняной ткани, взяв бамбуковую траву и измельчив ее до тех пор, пока не останутся все лубяные волокна.Другой способ больше похож на Rayon. Где бамбук служит древесной массой, которая обрабатывается и экструдируется. Подобный льну бамбук является отличным заменителем льна и ведет себя точно так же, в то время как экструдированный бамбук больше похож на вискозу, придавая готовой ткани драпировку и шелковистость.
Вискоза (также известная как вискоза, лиоцелл или модал) — это гибрид целлюлозы и искусственного волокна. Первоначально ее изготавливали из древесной массы, хлопка или другого растительного материала, но целлюлоза расщепляется, а затем пропускается через фильеру для образования волокна.Таким образом, хотя изначально оно поступает на заводе, именно в процессе экструзии оно превращается в искусственное волокно.
Это первая часть фактов о Fast Fiber! Ознакомьтесь с частью 2 (скоро), чтобы узнать о белковых волокнах, таких как шерсть, верблюжья шерсть, альпака и многое другое!
Если вы хотите узнать больше о любимой пряже до того, как она попадет в ваши руки, посетите подкаст YarnStories или подпишитесь на желаемую пряжу. Вы можете проверить выкройки Мириам Фелтон на Ravelry, а также ее руководства на ее сайте и на YouTube.
Структура и морфология целлюлозных волокон в кожуре чеснока
Отрицательное двойное лучепреломление удлиненного кристалла влечет за собой то, что продольный показатель преломления ниже, чем поперечный показатель преломления (быстродействующие волокна). Предполагая моноклинную элементарную ячейку 19 , природная целлюлоза должна быть двухосной и должна демонстрировать преимущественно наклонное угасание. Однако, демонстрируя параллельное гашение, целлюлозные волокна кожуры чеснока ведут себя как одноосные волокна с оптической осью, совпадающей с геометрической осью.Следовательно, экстинкция должна быть вызвана параллельной ориентацией составляющих кристаллических нановолокон 11 , а не самой кристаллической структурой. Более того, если нанофибриллы расположены не параллельно, а по спирали, полосы чередования желтого и синего цвета или уникального зеленоватого цвета через пластину λ должны быть обнаружены 8 из-за разного наклона нанофибрилл на передней и задней стенках. целлюлозного волокна.
Сама по себе параллельная экстинкция не позволяет различить ориентацию нанофибрилл параллельно и поперек оси волокна.Однако, поскольку целлюлозные волокна с продольной ориентацией нанофибрилл являются положительными 11 , отрицательный знак двойного лучепреломления, обнаруженный в кожуре чеснока, указывает на то, что фибриллы преимущественно расположены поперек оси волокна.
Существует два основных объяснения появления поперечных полос вдоль волокна при использовании OPM: интерференционные явления или вариации состава. Последние также создают полное отражение, которое усиливает яркость только набора чередующихся полос из-за наличия внутренних поверхностей, разделяющих участки с разными показателями преломления 20 .Рассмотрим задержку M, измеренную в длине волны, между двумя когерентными пучками с одинаковой частотой. Если M является нечетным кратным 1/2, два луча находятся в оппозиции и интенсивность света минимальна. { 2} \) 21 .Следовательно, два мешающих луча могут давать одинаковую интенсивность в двух разных точках только за счет увеличения или уменьшения M, равного 1 или его кратным. Более того, если задержка между лучами мала, разница в интенсивности конструктивных полос относительно интенсивности каждого луча может быть слишком маленькой, чтобы быть заметной. Разность фаз между обыкновенным и необыкновенным лучами, а следовательно, и видимость интерференционных полос в присутствии анализатора, зависит как от толщины, так и от ориентации образца (т.е. от разницы между показателями преломления двух преломленных лучей). Рассмотрим пластину одноосного кристалла толщиной nλ , где λ — некоторая длина волны, а длина волны λ ′ близка к λ , так что необходимо высокое значение n , чтобы удовлетворить требованиям равенство: \ ({n} ({\ lambda} {{\ prime}} — {\ lambda}) = (1/2) {\ lambda} {{\ prime}} \). Из последней формулы имеем: \ (n {\ lambda} = (n-1/2) {\ lambda} {{\ prime}} \), то есть когда интерференция является конструктивной для λ является деструктивной для λ ′ и наоборот .Однако, если λ ′ и λ очень близки, их цвета неразличимы. Рассмотрим теперь λ ′ и λ как длины волн двух лучей, прошедших анализатор после падения на него лучей, выходящих из анизотропного кристалла. Поскольку мы предположили, что λ ′ и λ очень близки, также невозможно различить интерференционные цвета, создаваемые обычным и необычным лучами в анализаторе; вмешательство существует, но его нельзя распознать.Однако, если кристаллическая пластина тонкая, n не может быть очень большим числом, и поэтому выполняется равенство \ ({n} ({\ lambda} {{\ prime}} — {\ lambda}) = (1/2) {\ lambda} {{\ prime}} \) может удовлетворяться только длиной волны λ ′, отличимой от λ . В последнем случае интерференционные полосы, создаваемые тонким кристаллом двойного лучепреломления в поляризационном микроскопе, при использовании белого света будут видны, поскольку разные цвета занимают разные угловые положения в поле зрения.
Изменения яркости могут быть вызваны разными причинами, такими как чередование вдоль волокна участков с разным составом и, следовательно, с разной оптической плотностью 20 или частичное нарушение параллельной ориентации нанофибрилл целлюлозы во время роста волокна. Чтобы установить происхождение полос, наблюдения проводились только с одним поляризатором. Действительно, лучи с ортогональной поляризацией не могут интерферировать до или в отсутствие анализатора. Поскольку анализатор пропускает только компоненты падающих лучей в определенном направлении, он изменяет ортогональную поляризацию в параллельной поляризации, делая возможной интерференцию между лучами с двойным преломлением.Сравнивая рис. 5 и 6 видно, что волокна целлюлозы, ориентированные параллельно одному из скрещенных поляризаторов, темнеют, тогда как при удалении анализатора можно наблюдать слабые, но заметные полосы как при линейной, так и при круговой поляризации света, независимо от направления волокна. Поскольку в номинальных ортоскопических условиях и без анализатора целлюлозные волокна также выглядят полосатыми, полосы не могут быть исключительно результатом интерференции между лучами с двойным преломлением при наличии перекрестного анализатора.Следовательно, видимые полосы в целлюлозе кожуры чеснока следует отнести к разнице в яркости, вызванной неоднородностью волокон. Кроме того, рис. 9 показывает, что если между образцом и анализатором поместить пластину λ / 4, полосатость, а также параллельное гашение все еще будут наблюдаться. При использовании скрещенных поляризаторов интерференционные фигуры выглядят как прерывистые темные и светлые области, как правило, при проведении коноскопических наблюдений, поскольку наклонный свет пересекает различно ориентированные участки материала, создавая разные значения двулучепреломления, оптического пути и задержки.Если текущие полосы возникли только из-за несовершенных ортоскопических условий, две соседние полосы не должны быть разделены линией Беке, что указывает на резкое изменение среднего показателя преломления. Вместо этого цвета должны постепенно меняться с беловатого на серый, без четкого разделения между ними. Кроме того, интерференционные полосы такого типа обладают типичной регулярностью, не соответствующей полосам, наблюдаемым на кожуре чеснока. Все эти данные исключают видимость полосатых полос, обусловленных исключительно преломлением неортогонального света по отношению к поверхностям образца, что указывает на последовательность вдоль волокна кусочков с прерывистым химическим составом (или физическим расположением) и силой двойного лучепреломления, но с та же оптическая характеристика, что и знак параллельного поглощения и двулучепреломления.Действительно, при реальных и, следовательно, несовершенных ортоскопических наблюдениях свет, проходящий через волокно от среднего значения с более высоким показателем преломления к свету с более низким показателем преломления, попадает на поперечную границу раздела под углом, очень близким к 90 °. Как показано на рис.10, угол падения света на вертикальную границу раздела внутри волокна, следовательно, больше, чем предельный угол (угол, при котором преломленный луч параллелен границе раздела), так что сторона межфазной границы с более высокий показатель преломления будет казаться ярче из-за полного отражения.Для падающего неполяризованного света полностью отраженные лучи полностью поляризованы только под углом Брюстера, поэтому обычно они не должны давать погашения через анализатор. Однако, если падающий свет линейно поляризован, также и полностью отраженный свет линейно поляризован, и его плоскость колебаний параллельна плоскости падающего поляризованного света. Поскольку свет в целлюлозных волокнах делится на два луча с двойным преломлением, также будут два полностью отраженных луча с ортогональной поляризацией для каждого наклонного луча, падающего на вертикальную границу раздела, как показано на рис.10 (для простоты показан только один из двух отраженных лучей). Таким образом, под скрещенными поляризаторами полностью отраженный свет подвергается четырехкратному гашению при повороте столика на 2π, так что все волокно подвергается параллельному гашению, в то время как полосы снова становятся видимыми, если удалить анализатор, также в направлениях, параллельных или перпендикулярных направлению поляризатор. Эллиптическая поляризация, создаваемая как отраженными (только из-за несовершенных ортоскопических условий), так и преломленными лучами, выходящими из верхней поверхности волокна, также объясняет, почему целлюлозные волокна чеснока демонстрируют параллельное затухание при скрещенных поляризаторах и почему поглощение остается в присутствии пластина λ / 4 между образцом и анализатором.
Рисунок 9
Оптические микрофотографии кожуры чеснока. ( a ) Полосатость наблюдается при скрещенных поляризаторах также при вставке пластины λ / 4 между кожицей чеснока и анализатором, если ось волокна не параллельна одному из поляризаторов, как показано на ( b ). Объектив Achroplan 40X / 0,65, длина шкалы 20 мкм.
Рисунок 10
Полное отражение от вертикальной границы раздела двух средних с показателем преломления n 1 и n 2 , соответственно (n 1 > n 2 ).Для простоты показан только преломленный луч, движущийся в правом секторе, который впоследствии полностью отражается. Все остальные преломленные лучи, выходящие из верхней поверхности неоднородной системы, включая лучи, исходящие из среды n 2 и распространяющиеся внутри среды n 1 , не показаны. Отраженный луч вызывает более высокую интенсивность света на стороне среднего с более высоким показателем преломления n 1 . Действительно, полное отражение невозможно для света, идущего от среды с более низким показателем преломления, к среде с более высоким показателем преломления.
Сравнение микрофибриллированной целлюлозы и микрокристаллической целлюлозы
Целлюлоза — это возобновляемый и экологически чистый материал, который является одним из самых распространенных природных полимеров на Земле. Традиционно целлюлозные материалы продавались либо в виде материала на уровне волокон, либо в виде модифицированных целлюлоз на молекулярном уровне. В настоящее время существует высокий интерес к использованию всего потенциала целлюлозы, а разработка и коммерциализация целлюлозных материалов, обладающих другими структурными размерами, непрерывно прогрессируют.Микрокристаллическая целлюлоза (МКЦ) коммерчески используется в течение десятилетий. В последние годы научная работа была сосредоточена в основном на двух разных типах целлюлозы; микрофибриллированная целлюлоза (MFC) и нанокристаллическая целлюлоза (NCC).
В этом сообщении в блоге я расскажу вам о различиях и сходствах между двумя из этих семейств целлюлозы; Микрофибриллированная целлюлоза (MFC) и микрокристаллическая целлюлоза (MCC). В продолжении блога, которое выйдет на следующей неделе, я сравню MFC и нанокристаллическую целлюлозу (NCC).
Для продуктов из фибриллированной и кристаллической целлюлозы используется несколько терминов, что приводит к путанице в терминологии. В этих сообщениях в блоге я буду использовать термины микрофибриллированная целлюлоза (MFC), микрокристаллическая целлюлоза (MCC) и нанокристаллическая целлюлоза (NCC). Другие часто используемые термины для продуктов из фибриллированной целлюлозы включают микрофибриллы целлюлозы (CMF), нановолокна целлюлозы (CNF), нанофибриллы целлюлозы и нанофибриллированную целлюлозу (NFC). Другие часто используемые термины для NCC включают нанокристаллы целлюлозы (CNC) и нановискеры.
РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ MCC
Давайте начнем с MCC. Где это место в мире целлюлозы? Микрокристаллическую целлюлозу получают на начальной стадии гидролиза, удаляя аморфные части, давая короткие стержневидные фибриллы с высокой степенью кристалличности. Этапы обработки после стадии гидролиза различаются, что приводит к различным типам МКЦ со значительным изменением свойств. Двумя основными типами коммерческих продуктов МКЦ являются порошкообразный МКЦ и коллоидный МКЦ. При производстве порошкообразных МКЦ сушка производится без осушающих добавок, в результате чего образуются пористые частицы агрегированных кристаллических стержней.Эти продукты не диспергируются в водных суспензиях, но могут поглощать большое количество воды или масла на своей поверхности. Порошкообразный МКЦ используется, среди прочего, в качестве вспомогательных средств для таблетирования в фармацевтике.
При получении коллоидного МКЦ кислотный гидролиз часто сопровождается механическим сдвигом для высвобождения кристаллитов целлюлозы, а сушку проводят с добавками, которые предотвращают повторную агрегацию фибрилл во время сушки. Коллоидные МКЦ повторно диспергируются и образуют слабые гели в водных суспензиях.Коллоидные МКЦ широко используются в качестве модификаторов реологии в самых разных областях, от пищевых продуктов до промышленных.
СХОДСТВА И РАЗЛИЧИЯ МЕЖДУ MCC И MFC
В то время как МКЦ получают путем первоначального удаления аморфных частей, давая короткие стержневидные фибриллы с высокой степенью кристалличности, МФЦ, как правило, получают таким способом, который позволяет сохранить как кристаллические, так и аморфные области и сохранить молекулярную массу целлюлозы. Это дает продукт, характеризующийся относительно длинными и тонкими взаимосвязанными фибриллами с неоднородным распределением внутренних размеров.
Микрофибриллированная целлюлоза и микрокристаллическая целлюлоза имеют много общих свойств, присущих целлюлозным материалам, таких как биосовместимость и биоразлагаемость. Когда дело доходит до физических свойств, МФЦ наиболее сопоставим с коллоидным МКЦ, тогда как порошкообразный МКЦ имеет гораздо более высокие внутренние и внешние размеры частиц и не диспергируется в воде.
MFC и коллоидный MCC нерастворимы в воде и имеют большую площадь поверхности по сравнению с традиционными целлюлозными волокнами.В водных суспензиях они будут создавать сети из фибрилл в виде частиц с многофункциональными свойствами. Однако из-за структурных различий, таких как длина и гибкость фибрилл, свойства этих сетей сильно различаются.
Вязкость 2% суспензий МФЦ и МКЦ.